气体放电管的射频外触发方法及射频外触发气体放电开关.pdf

气体放电管的射频外触发方法及射频外触发气体放电开关，涉及气体放电开关技术领域。其气体放电管的射频外触发方法，采用射频外触发气体放电管，由射频电源产生射频，射频电源产生的射频通过负载线圈，耦合到气体放电管使放电管内的气体电离，致使气体放电管导通。其射频外触发气体放电开关，包括气体放电管、射频电源、负载线圈，负载线圈套绕固定在气体放电管的金属化陶瓷管的外周，射频电源的输出端分别与负载线圈的两端电连接。本发明射频外触发气体放电管的方法及射频外触发气体开关具有噪音低、能量损耗小、通流能力大、残压低、放电稳定、可靠性高和易于自动化控制、体积小优点，能满足民用、军用的需要。

1、  气体放电管的射频外触发方法，其特征在于：采用射频外触发气体放电管，由射频电源产生射频，射频电源产生的射频，通过负载线圈耦合到气体放电管使放电管内的气体电离，使气体放电管由不导电状态转变为导电状态。

2、  根据权利要求1所述的气体放电管的射频外触发方法，其特征在于：射频电源产生的频率为1MHz以上。

3、  射频外触发气体放电开关，其特征在于：包括气体放电管、射频电源(1)、负载线圈(2)，负载线圈(2)套绕在气体放电管的金属化陶瓷管(3)的外周，射频电源(1)的输出端分别与负载线圈(2)的两端头电连接。

4、  根据权利要求3所述的射频外触发气体放电开关，其特征在于：所述气体放电管包括金属化陶瓷管(3)及两个主电极(5)，所述金属化陶瓷管(3)与两个所述主电极(5)呈气密性封接，并在其密闭的空间中充有氩气。

5、  根据权利要求3所述的射频外触发气体放电开关，其特征在于：所述射频电源(1)的输出端，并联有电浪涌保护放电管(4)。

6、  根据权利要求3所述的射频外触发气体放电开关，其特征在于：套绕在所述金属化陶瓷管(3)外周的负载线圈(2)与所述金属化陶瓷管(3)紧固。

7、  根据权利要求3所述的射频外触发气体放电开关，其特征在于：所述射频电源(1)可以采用射频发生器。

气体放电管的射频外触发方法及射频外触发气体放电开关
技术领域
本发明涉及气体放电管的射频外触发方法及气体放电管开关，更具体地说，涉及一种利用射频，外触发气体放电管电导通的方法及射频外触发气体放电开关，其广泛用于冲击电流波发生器、冲击电压波发生器、加速器、强激光器及雷达等系统中的气体放电开关。
背景技术
冲击电流波发生器或冲击电压波发生器用途很广。开关是冲击电流波发生器或冲击电压波发生器结构中的主要构件。通过开关的接通及断开，产生电脉冲，形成电磁冲击能量，甚至巨大的电磁冲击能量。
现有技术中，用于冲击电流波发生器或冲击电压波发生器的基于气体放电原理的方法及开关主要有以下两种：
其一，球隙放电方法极其装置。该方法通过机械控制放电电极的距离以实现球隙放电。其装置的结构主要包括两个球形放电电极，通过气缸推动、螺旋推进或杠杆推动等机械装置调控两个球形放电电极的距离以触发点火。当放电电极彼此接近时则产生放电，即开关接通；当彼此远离时，放电停止，开关断开。这种球隙放电方法及其装置最大缺点是：噪音大、能量损耗大、球隙放电间隙难于调控。
其二，氢闸流管方法及氢闸流管(如图1所示)。目前，在激光器、雷达、脉冲调制解制器、加速器等系统中一般使用氢闸流管。氢闸流管主要包括阳极、网格状的栅极及阴极，其管中充以氢气。虽然氢闸流管比球隙放电方式具有噪音小、好调控、可靠性和安全性提高的优点，但至少存在以下不足：
①由于具有两个放电间隙(阳极-栅极，栅极-阴极)，功耗仍然偏大，如果单间隙压降为20V～30V，两个间隙的压降将增大一倍到40V～60V，功耗势必增大一倍，能量损耗大。
②由于功耗仍然偏大，与之配套的辅助设施势必增加，致使制造成本提高。
③由于氢闸流管所充气体为氢气，氢气的导电能力偏低(同氩气相比，只有氩气的几十分之一)，要保持一定的导电能力，必须具有足够大的电荷通过面，整个氢闸流管的体积势必足够大，使氢闸流管及其开关小型化遇到不可逾越的障碍，成为氢闸流管及其开关小型化的技术瓶颈。
④氢闸流管的阳极及阴极必须分别与外电路的正极及负极电连接，也就是说，氢闸流管的电极是有极性之分的，与电路连接时不能弄错，这给设计及实际操作多少带来不便。
市场需要一种噪音极低、能量损耗小、通流能力大、残压低、放电稳定、可靠性高和易于自动化控制、体积小的气体放电开关，以满足民用、甚至军用的需要。而上述的球隙放电方法及其开关、氢闸流管方法及其氢闸流管，由于其自身的技术缺陷都不能达到要求。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的上述不足及市场需求，推出一种气体放电管的射频外触发方法及射频外触发气体放电开关。其气体放电管的射频外触发方法为一种触发点火气体放电管的崭新方法，具有方法简单、灵敏度高、易于自动化控制、广泛适用的特点。其射频外触发气体放电开关具有噪音极低、能量损耗小、通流能力大、残压低、放电稳定、可靠性高和易于自动化控制、体积小、具有民用及军用的双重用途的特点。
为了实现上述目的，完成上述任务，本发明气体放电管的射频外触发方法及射频外触发气体放电开关采用如下技术方案：
本发明气体放电管的射频外触发方法，采用射频外触发气体放电管，由射频电源产生射频，射频电源产生的射频通过负载线圈耦合到气体放电管，在气体放电管内气体空间产生射频磁场，使放电管内的气体电离，气体放电管由不导电状态转变为导电状态。
构造本发明射频外触发气体放电开关，包括气体放电管、射频电源、负载线圈，负载线圈套绕在气体放电管的金属化陶瓷管外周，射频电源的输出端分别与负载线圈的两端电连接。
对上述技术方案进行进一步阐述：
关于气体放电管的射频外触发方法，射频电源产生的频率为1MHz以上。
关于射频外触发气体放电开关，所述气体放电管包括金属化陶瓷管及两个主电极，金属化陶瓷管与两个所述主电极呈气密性封接，并在其密闭的空间中充有氩气。
关于射频外触发气体放电开关，所述射频电源的输出端间，并联有浪涌保护放电管。
关于射频外触发气体放电开关，负载线圈安装固定在金属化陶瓷管的外周。
关于射频外触发气体放电开关，所述射频电源可以采用射频发生器，即以射频发生器作为所述射频电源。
本发明气体放电管的射频外触发方法，其有益效果在于：具有方法简单、灵敏度高、易于自动化控制、广泛适用的优点。
本发明射频外触发气体放电开关，至少具有以下六方面的优点：
其一，本发明的气体放电管只有两个主电极和金属化陶瓷管，构成一个放电间隙，功耗大大降低。同氢闸流管双间隙相比，功耗减少一倍以上，故其能量损耗小，节能效果突出。同时，由于功耗低，其放热也大大降少，如散热等相关辅助设施也相应减少，利于降低制造成本。
其二，由于氩气的导电能力特大，是氢气的几十倍，充以氩气的气体放电管的过流能力没有上限，因此，本发明的气体放电管体积可以大大缩小，使其小型化成为可能。
其三，放电时噪音极低，对环境要求极高的场合尤为适用。
其四，放电后的残压低，利于增大脉冲的输出幅度，即提高脉冲的能量，以产生更大的冲击能量。
其五，本发明的气体放电管具有极小的极间电容，放电时间极短，形成前沿陡峭的脉冲，也利于产生更大的冲击能量，完全能满足军事等特殊用途的需要。
其六，利用射频外触发气体放电开关，放电稳定、可靠性高、可控性强，十分适于自动化控制的应用。
附图说明
图1为氢闸流管示意图；
图2为本发明射频外触发气体放电开关结构示意图；
图3为冲击电流波发生器示意图(示意本发明射频外触发气体放电开关的应用)；
图4为本发明充电放电示意图。
图中：1、射频电源，2、负载线圈，3、金属化陶瓷管，4、电浪涌保护放电管，5、主电极，6、阳极，7、栅极，8、阴极。
具体实施方式
下面，结合附图介绍本发明的具体实施方式。
本发明气体放电管的射频外触发方法，采用射频外触发气体放电管，由射频电源产生射频，射频电源产生的射频通过负载线圈耦合到气体放电管，在气体放电管内气体空间产生射频磁场，使放电管内的气体电离，气体放电管由不导电状态转变为导电状态。
关于气体放电管的射频外触发方法，射频电源产生的频率为1MHz以上。
如图2所示，构造本发明射频外触发气体开关，包括气体放电管、射频电源1、负载线圈2，负载线圈2套绕在气体放电管的金属化陶瓷管3的外周，射频电源1的输出端分别与负载线圈2的两端头电连接。
关于射频外触发气体放电开关，所述气体放电管包括金属化陶瓷管3及两个主电极5，所述金属化陶瓷管3与两个所述主电极5呈气密性封接，并在构成的密闭空间内中充有氩气。
关于射频外触发气体开关，所述射频电源1的输出端，并联有电浪涌保护放电管4。
关于射频外触发气体放电开关，套绕在所述金属化陶瓷管3外周的负载线圈2与所述金属化陶瓷管3紧固。
关于射频外触发气体放电开关，所述射频电源1可以采用射频发生器。
本发明的机理如下：
在如图3所示的冲击电流波发生器中，从0～t₁时间段内，K是断开的，电容C被充电至电压u₀，在t₁的瞬间接通开关K，而致瞬间放电。图4即为充电放电示意图。
在图3中的开关K即为图2中所示的射频外触发气体放电开关。
其工作原理为：在t₁瞬间，接通射频电源1的电源并使其工作，产生1MHz以上的射频，然后通过负载线圈2瞬间产生强大的射频磁场，致使金属化陶瓷管3内气体(氩气)电离，从而导致气体放电管由不导电状态转变为导电状态，放电管导通放电。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制。本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。